Brainfuck

Brainfuck este un limbaj de programare esoteric, cunoscut pentru simplitatea acestuia.

Acest limbaj de programare a fost creat în 1993 de către programatorul Urban Müller. Acest limbaj conține doar opt instrucțiuni simple, un indicator pentru date și un indicator de program. În timp ce trece testul Turing, nu este intenționat pentru uz practic, dar ca și o provocare care să amuze programatorii.

Numele limbajului este o referință la termenul "brainfuck" din limba engleză care se referă la lucruri atât de complicate sau de neobișnuite care întrec limitele înțelegerii.

Designul limbajului

Urban Müller, inspirat de compilatorul limbajului FALSE, care avea 1024 biți lungime, a creat Brainfuck în 1993 cu intenția de a face un limbaj de programare ce putea fi implementat cu cel mai mic compilator posibil. Limbajul prezintă 8 comenzi ("<",">","+","-",".",","[","]") restul caracterelor fiind ignorate. Un program brainfuck este o secvență de comenzi, acestea fiind citite de la stânga la dreapta și de sus în jos. Programul se termină după ce ajunge la ultima comandă.

Limbajul brainfuck folosește un model simplu reprezentat de programul propriu-zis, un contor al instrucțiunilor (pointer/indicator) și un vector de cel puțin 30000 de octeți lungime, având elementele cu valoarea inițală zero și două stream-uri (în general - cel de intrare și cel de ieșire).

Comenzi

Cele opt comenzi, fiecare reprezentată de un caracter:

Caracter	Ce acțiune realizează
`>`	trece la elementul din dreapta
`<`	trece la elementul din stânga
`+`	incrementează valoarea elementului curent
`-`	decrementează valoarea elementului curent
`.`	afișează caracterul ASCII corespunzător valorii elementului curent (sau la unele interpretoare - valoarea numerică a elementului curent)
`,`	citește un caracter (sau la unele interpretoare, un număr) și îl stochează în elementul curent
`[`	dacă valoarea numerică a elementului curent este 0, atunci, în loc să treacă la următoarea comandă, acesta sare la următoarea comandă "]".
`]`	dacă valoarea numerică a elementului curent este nenulă, atunci sare la comanda succesoare primei comenzi "[", de la dreapta la stânga.

Un limbaj predecesor brainfuck-ului

Exceptând cele două comenzi de citire și de scriere, brainfuck este nimic altceva decât o variație a limbajului de programare P′′ creat de Corrado Böhm în anul 1964. Astfel, conceptul exista deja de aproape trei decenii când Urban Müller a făcut brainfuck-ul.

Exemple

Hello World!

Programul de mai jos afișează mesajul "Hello World!", urmat de o nouă linie:

 
+++++ +++++             valoarea elementului curent ajunge la 10
[                       se folosește o buclă pentru a stabili valoarea următoarelor 4 elemente la 70/100/30/10
    > +++++ ++              adună 7 la elementul 1
    > +++++ +++++           adună 10 la elementul 2 
    > +++                   adună 3 la elementul 3
    > +                     adună 1 la elementul 4
    <<<< -                  decrementează elementul 0
]                   
> ++ .                  afișează 'H'
> + .                   afișează 'e'
+++++ ++ .              afișează 'l'
.                       afișează 'l'
+++ .                   afișează 'o'
> ++ .                  afișează ' '
<< +++++ +++++ +++++ .  afișează 'W'
> .                     afișează 'o'
+++ .                   afișează 'r'
----- - .               afișează 'l'
----- --- .             afișează 'd'
> + .                   afișează '!'
> .                     afișează '\n'

Din motive de ușurință de citire, programul a fost comentat și comenziile au fost grupate. Programul ar fi putut de altfel să fie scris astfel:

 ++++++++++[>+++++++>++++++++++>+++>+<<<<-]>++.>+.+++++++..+++.>++.<<+++++++++++++++.>.+++.------.--------.>+.>.

O colecție de algoritmi esențiali

Curățarea unui element

[-]

O secvență de cod care decrementează elementul curent până când acesta devine nul.

Nulizează elementele predecesoare

 [
     [-]
     <
 ]

Decrementează elementul curent până la atingerea unei valori nule, continuând acest lucru cu toate elementele predecesoare acesteia până la întâlnirea uneia cu valoare numerică egală cu 0.

Derulează până la primul element

 [<]>

Decrementează pointerul de date până găsește un zerou, apoi îl incrementează. Notă: Aceasta garantează o valoare nenulă la pointerul final dacă pointerul initial sau pointerul următor are o valoare nenulă.

Adunare

Versiunea distructivă.

 [
     ->   
     +<
 ]

Versiunea non-distructivă.

 [
     -    
     >+   
     >+   
     <<
 ]
 >>       
 [
     -
     <<+
     >>
 ]

Această versiune este nedistructivă însă folsește de 1.5 ori mai multă memorie.

Bucle condiționate

 ,----------[----------------------.,----------]

Acest program citește de la tastatură un caracter scăzând 10 din valoarea numerică a acesteia (valoarea ASCII a unei linii noi) și dacă valoarea nu este nenulă, acesta mai scade 22, rezultând un caracter cu 32 mai mic (aceasta este diferența între literele mici și cele mari).

Portabilitatea

Deoarece Urban Müller nu a specificat un standard al acestui limbaj, numeroasele interpretoare si compilatoare ale limbajului utilizează mai multe "dialecte". Una dintre diferențele principale fiind cea în care programul citește valori numerice sau ASCII.

Mărimea unui element

În distribuția originală, lungimea unui element este echivalentă cu cea de 8 biți, însă există de asemenea interpretoare care folosesc 16, 32 sau chiar 64 de biți.

Mărimea vectorului

În distribuția originală, numărul elementelor este de 30000, elementul curent inițial fiind cel cu indicele 0. Unele versiuni însă extind vectorul dinamic sau folosesc mărimi foarte mari, altele lasă utilizatorul să-și seteze dimensiunea.

Variația valorii numerice a caracterului linie nouă

Având în vedere că unele sisteme de operare folosesc diferite tabele ASCII, programele portabile nu pot depinde de valoarea caracterului linie nouă.

Legături externe

en Brainfuck Interpreter Arhivat în 19 aprilie 2021, la Wayback Machine. Interpretor online
en Arhiva brainfuck
en Brainfuck Wiki-ul Esolangs despre brainfuck
en Brainfuck Developer, un IDE brainfuck pentru Windows
en bf2c, un translator Brainfuck-C
en ookie, un interpretor de Brainfuck si Ook